Debu Gurun Sahara Menyuburkan Tanaman di Hutan Amazon

Kelihatan aneh jika pasir dari Gurun Sahara dapat terbang melintasi benua Atlantik dan mendarat di hutan hujan Tropis Amazon. Namun satelit NASA berhasil mengungkapkan seberapa banyak debu Sahara yang bisa menyuburkan tanaman di hutan tropis Amazon.

Gurun Sahara adalah hamparan pasir dan semak berwarna cokelat yang hampir tak terputus di sepertiga bagian utara benua Afrika. Sementara itu hutan hujan Amazon adalah hamparan hutan hijau lebat yang lembab yang meliputi Amerika selatan bagian timur laut.

Saat angin kencang bertiup di Sahara, menghasilkan awan cokelat muncul di udara. Awan berupa debu ini membentang di antara kedua benua, menjadikan keduanya yaitu gurun dan hutan memiliki hubungan yang unik.

Pada 2015, NASA mengumumkan hasil pengukuran tiga dimensi seberapa banyak debu yang terbawa dalam perjalanan lintas Atlantik ini. Para ilmuwan tidak hanya mengukur volume debu, mereka juga telah menghitung berapa banyak fosfor sisa pasir Sahara dari sebagian gurun di masa lalu sebagai dasar danau yang terbawa melintasi lautan dari salah satu tempat paling terpencil di planet ini ke salah satu tempat paling subur.

"Sebuah makalah baru yang diterbitkan pada tanggal 24 Februari 2015 di Geophysical Research Letters, jurnal American Geophysical Union, memberi perkiraan pertama berbasis satelit mengenai pengangkutan fosfor ini selama beberapa tahun," kata penulis utama Hongbin Yu, seorang ilmuwan atmosfer di University of Maryland yang bekerja di Goddard Space Flight Center milik NASA di Greenbelt, Maryland.

Sebuah makalah yang diterbitkan daring oleh Yu dan rekan-rekannya pada tanggal 8 Januari di Remote Sensing of the Environment memberikan perkiraan satelit multi-tahun pertama mengenai pengangkutan debu secara keseluruhan dari Sahara ke Amazon.

"Perjalanan debu lintas benua ini penting karena apa yang terkandung dalam debu tersebut," kata Yu dikutip laman NASA.

Khususnya debu yang diambil dari Bodélé Depression di negera Chad, dasar danau purba tempat mineral batuan yang terdiri dari mikroorganisme mati mengandung banyak fosfor. Fosfor merupakan unsur nutrisi penting untuk protein dan pertumbuhan tanaman yang sangat dibutuhkan oleh hutan hujan Amazon agar dapat tumbuh subur.

Nutrisi yang sama yang ditemukan dalam pupuk komersial jumlahnya terbatas di tanah Amazon, dan ternyata nutrisi tersebut terkunci di dalam tanaman itu sendiri. Daun-daun yang gugur dan membusuk serta bahan organik menyediakan sebagian besar nutrisi yang diserap dengan cepat oleh tanaman dan pohon setelah memasuki tanah.

Namun, beberapa nutrisi, termasuk fosfor, tersapu oleh hujan ke sungai dan anak sungai, mengalir dari lembah Amazon seperti bak mandi yang bocor secara perlahan. Fosfor yang mencapai tanah Amazon dari debu Sahara yang diperkirakan mencapai 22.000 ton per tahun.

Menurut Zu jumlah fosfor yang sampai ke hutan Amazon itu jumlahnya hampir sama dengan yang hilang akibat hujan dan banjir. Temuan ini bukan hanya meneliti hubungan antara gurun dan hutan tersebut, namun merupakan bagian dari upaya penelitian yang lebih besar untuk memahami peran debu dan aerosol di lingkungan dan pada iklim lokal dan global.

"Kita tahu bahwa debu sangat penting dalam banyak hal. Debu merupakan komponen penting dari sistem Bumi. Debu akan mempengaruhi iklim dan, pada saat yang sama, perubahan iklim akan mempengaruhi debu," kata Yu.

"Untuk memahami apa saja dampak tersebut, pertama-tama kita harus mencoba menjawab dua pertanyaan dasar. Berapa banyak debu yang diangkut? Dan apa hubungan antara jumlah pengangkutan debu dan indikator iklim?" ujar dia setengah bertanya.

Pantauan Satelit

Perkiraan pengangkutan debu baru diperoleh dari data yang dikumpulkan oleh instrumen lidar pada satelit Cloud-Aerosol Lidar dan Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) milik NASA dari tahun 2007 hingga 2013.

Instrumen lidar di atas satelit Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) mengirimkan denyut cahaya yang memantul dari partikel di atmosfer dan kembali ke satelit. Instrumen ini membedakan debu dari partikel lain berdasarkan sifat optiknya.

Data menunjukkan bahwa angin dan cuaca rata-rata menangkap 182 juta ton debu setiap tahun dan membawanya melewati tepi barat Sahara pada garis bujur 15 bujur barat. Volume ini setara dengan 689.290 truk gandeng yang penuh debu.

Debu kemudian bergerak menempuh jarak 2.574 kilometer melintasi Samudra Atlantik. Sebagian darinya jatuh ke permukaan laut atau tersapu dari langit oleh hujan, sebelum sampai di hutan tropis Amazon.

Di dekat pantai timur Amerika selatan,pada garis bujur 35 barat, 132 juta ton tetap berada di udara, dan 27,7 juta ton cukup untuk mengisi 104.908 truk gandeng jatuh ke permukaan di atas lembah Amazon. Sekitar 43 juta ton debu menempuh jarak lebih jauh dan mengendap di atas Laut Karibia melewati garis bujur 75 barat.

Yu dan rekan-rekannya berfokus pada pengangkutan debu Sahara melintasi Samudra Atlantik ke Amerika selatan dan selanjutnya ke Laut Karibia karena ini merupakan pengangkutan debu terbesar di planet ini. Debu yang dikumpulkan dari Depresi Bodélé dan dari stasiun darat di Barbados dan di Miami memberi para ilmuwan perkiraan proporsi fosfor dalam debu Sahara.

"Perkiraan ini digunakan untuk menghitung berapa banyak fosfor yang mengendap di cekungan Amazon dari pengangkutan debu ini. Dari catatan data tujuh tahun, meskipun terlalu pendek untuk melihat tren jangka panjang, tetap sangat penting untuk memahami bagaimana debu dan aerosol lainnya berperilaku saat bergerak melintasi lautan," kata Chip Trepte, ilmuwan proyek untuk CALIPSO di Pusat Penelitian Langley NASA di Virginia, yang tidak terlibat dalam kedua penelitian tersebut.

"Kita memerlukan catatan pengukuran untuk memahami apakah ada pola yang cukup kuat dan cukup konsisten pada pengangkutan aerosol ini," imbuh dia.

"Melihat data dari tahun ke tahun menunjukkan bahwa pola tersebut sebenarnya sangat bervariasi. Ada perubahan sebesar 86 persen antara jumlah debu tertinggi yang diangkut pada tahun 2007 dan terendah pada tahun 2011," kata Yu. hay/I-1